JPH0621436A - 光サイリスタ - Google Patents
光サイリスタInfo
- Publication number
- JPH0621436A JPH0621436A JP20036592A JP20036592A JPH0621436A JP H0621436 A JPH0621436 A JP H0621436A JP 20036592 A JP20036592 A JP 20036592A JP 20036592 A JP20036592 A JP 20036592A JP H0621436 A JPH0621436 A JP H0621436A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- type semiconductor
- semiconductor layer
- light guide
- thyristor
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光サイリスタ中の光ガイドの曲がりによる光
のロスを低減するとともに、充分な光キャリアを供給す
る。 【構成】 光サイリスタのベース層となるｎ型半導体層
８ｂ，ｐ型半導体層９ａの一部に傾斜部８０ｂ，９０ａ
を設け、この傾斜部８０ｂ，９０ａ側面に光ガイド５を
配置して光を出射する。 【効果】 光ガイドを曲げることなく充分な光キャリア
を発生することができるので、光ガイド中の光のロスが
低減される。
のロスを低減するとともに、充分な光キャリアを供給す
る。 【構成】 光サイリスタのベース層となるｎ型半導体層
８ｂ，ｐ型半導体層９ａの一部に傾斜部８０ｂ，９０ａ
を設け、この傾斜部８０ｂ，９０ａ側面に光ガイド５を
配置して光を出射する。 【効果】 光ガイドを曲げることなく充分な光キャリア
を発生することができるので、光ガイド中の光のロスが
低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光サイリスタに関し、
特に光の入射経路効率の改善を図った構造に関するもの
である。
特に光の入射経路効率の改善を図った構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば従来の光サイリスタの例
を示す断面図であり、ｎ型半導体層１ａ，１ｂとｐ型半
導体層２ａ，２ｂの４つの半導体層を用いてＰＮＰＮの
接合となるように積層することで３つのＰＮ接合が形成
されている。また３はカソード電極であり、４はアード
電極である。また上記ｎ型半導体層１ｂとｐ型半導体層
２ａは、その界面に生じた空乏領域７を受光部とするベ
ース層を構成するものとなっている。さらに５は上記ベ
ース層の受光部に光を導入するための光ファイバやガラ
スチューブ等の光ガイド、６は光ガイド５への入射位置
を示す。また一般に上記各半導体層にはシリコンが用い
られている。
を示す断面図であり、ｎ型半導体層１ａ，１ｂとｐ型半
導体層２ａ，２ｂの４つの半導体層を用いてＰＮＰＮの
接合となるように積層することで３つのＰＮ接合が形成
されている。また３はカソード電極であり、４はアード
電極である。また上記ｎ型半導体層１ｂとｐ型半導体層
２ａは、その界面に生じた空乏領域７を受光部とするベ
ース層を構成するものとなっている。さらに５は上記ベ
ース層の受光部に光を導入するための光ファイバやガラ
スチューブ等の光ガイド、６は光ガイド５への入射位置
を示す。また一般に上記各半導体層にはシリコンが用い
られている。
【０００３】次に動作について説明する。カソード電極
３に負電圧を印加し、アノード電極４に正電圧が印加さ
れていると、ｐｎ接合は逆バイアスされるため、ｎ型半
導体層１ｂとｐ型半導体層２ａとの間に空乏層領域７が
形成され電流は流れない。
３に負電圧を印加し、アノード電極４に正電圧が印加さ
れていると、ｐｎ接合は逆バイアスされるため、ｎ型半
導体層１ｂとｐ型半導体層２ａとの間に空乏層領域７が
形成され電流は流れない。
【０００４】そしてこのような状態において、光ガイド
５を介して例えば近赤外光が入射すると、前記空乏層領
域７で電子・正孔対が発生し、電子はｎ型半導体層１ｂ
に、正孔はｐ型半導体層２ａにコレクトされる。そして
ｐ型半導体層２ａにコレクトされた正孔がｎ型半導体層
１ａに注入されると同時に、電子がｎ型半導体層１ａか
らｐ型半導体層２ａに注入され、ｎ型半導体層１ｂにコ
レクトされる。そしてこの電子がｐ型半導体層２ｂに注
入されると同時に正孔がｐ型半導体層２ｂからｎ型半導
体層１ｂに注入され、さらにｐ型半導体層２ａにコレク
トされる。以上のようなサイクルが繰り返されてサイリ
スタはオン状態となり低抵抗な伝導体となる。
５を介して例えば近赤外光が入射すると、前記空乏層領
域７で電子・正孔対が発生し、電子はｎ型半導体層１ｂ
に、正孔はｐ型半導体層２ａにコレクトされる。そして
ｐ型半導体層２ａにコレクトされた正孔がｎ型半導体層
１ａに注入されると同時に、電子がｎ型半導体層１ａか
らｐ型半導体層２ａに注入され、ｎ型半導体層１ｂにコ
レクトされる。そしてこの電子がｐ型半導体層２ｂに注
入されると同時に正孔がｐ型半導体層２ｂからｎ型半導
体層１ｂに注入され、さらにｐ型半導体層２ａにコレク
トされる。以上のようなサイクルが繰り返されてサイリ
スタはオン状態となり低抵抗な伝導体となる。
【０００５】サイリスタをオフ状態にするには、電流を
保持電流以下にするか、カソード電極３に正電圧を印加
し、アノード電極４に負電圧を印加して一定期間逆阻止
状態とする必要がある。
保持電流以下にするか、カソード電極３に正電圧を印加
し、アノード電極４に負電圧を印加して一定期間逆阻止
状態とする必要がある。
【０００６】ところでサイリスタを構成する各半導体層
にはシリコン基板が用いられており、このため光ガイド
５から導入された光の透過率は非常に悪く、従ってｐｎ
界面に充分な光を供給することができない。そこで図２
に示すように、光ガイド５の先端をＬ字型に曲げて屈曲
部５ａを形成し、これをｐｎ接合界面近傍に配置し、ｐ
ｎ接合面に対して垂直方向に光を導入する方法が用いら
れている。このようにすることで、ｐｎ接合に形成され
る空乏層領域７に多くの光を供給することができ、発生
する電子・正孔対を増大させることができ、ターンオン
時間が短縮される。
にはシリコン基板が用いられており、このため光ガイド
５から導入された光の透過率は非常に悪く、従ってｐｎ
界面に充分な光を供給することができない。そこで図２
に示すように、光ガイド５の先端をＬ字型に曲げて屈曲
部５ａを形成し、これをｐｎ接合界面近傍に配置し、ｐ
ｎ接合面に対して垂直方向に光を導入する方法が用いら
れている。このようにすることで、ｐｎ接合に形成され
る空乏層領域７に多くの光を供給することができ、発生
する電子・正孔対を増大させることができ、ターンオン
時間が短縮される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の光サイリスタは
以上のように構成されており、空乏層内に光を導入して
電子正孔対を発生させる必要があるが、ｐｎ接合界面に
対して垂直方向に光を入射するために光ガイドを光の進
行方向に対して折り曲げる構成となっているため、光ガ
イド中の光が光ガイド外部に漏れて照射光のロスを生
じ、所定の光量を得るためには予めロス分を考慮して大
きなエネルギーを有する光を供給する必要がある等の問
題点があった。
以上のように構成されており、空乏層内に光を導入して
電子正孔対を発生させる必要があるが、ｐｎ接合界面に
対して垂直方向に光を入射するために光ガイドを光の進
行方向に対して折り曲げる構成となっているため、光ガ
イド中の光が光ガイド外部に漏れて照射光のロスを生
じ、所定の光量を得るためには予めロス分を考慮して大
きなエネルギーを有する光を供給する必要がある等の問
題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、光ガイド中の光のロスを低減す
ことができ、光ガイドへの入射光エネルギーを小さくす
ることができる光サイリスタを得ることを目的とする。
ためになされたもので、光ガイド中の光のロスを低減す
ことができ、光ガイドへの入射光エネルギーを小さくす
ることができる光サイリスタを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光サイリ
スタは、受光部となる空乏層が形成されるベース層を斜
めに傾斜させた構造とし、傾斜した受光部側面から光を
入射するようにしたものである。
スタは、受光部となる空乏層が形成されるベース層を斜
めに傾斜させた構造とし、傾斜した受光部側面から光を
入射するようにしたものである。
【００１０】
【作用】この発明においては、受光部を斜めに配置する
ことにより、光ガイドを曲げることなく受光部に充分な
光を供給できるので、光ガイド中の光のロスを減らすこ
とができる。
ことにより、光ガイドを曲げることなく受光部に充分な
光を供給できるので、光ガイド中の光のロスを減らすこ
とができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１は本発明の一実施例による光サイリスタ
の断面構成図であり、図において、図２及び図３と同一
符号は同一または相当部分を示し、基板片側端面に傾斜
部９０ｂを有するｐ型半導体層９ｂ上に、ｎ型半導体層
８ｂ，ｐ型半導体層９ａ，ｎ型半導体層８ａが順次積層
されている。そして上記ｎ型半導体層８ｂ，ｐ型半導体
層９ａには上記ｐ型半導体層９ｂの傾斜部９０ｂに応じ
た傾斜部８０ｂ，９０ａが形成されている。また上記傾
斜部８０ｂ，９０ａ近傍には光ガイド５が配置され、該
傾斜部における空乏層７ａに対して斜めに光が導入され
るようになっている。
る。 実施例１．図１は本発明の一実施例による光サイリスタ
の断面構成図であり、図において、図２及び図３と同一
符号は同一または相当部分を示し、基板片側端面に傾斜
部９０ｂを有するｐ型半導体層９ｂ上に、ｎ型半導体層
８ｂ，ｐ型半導体層９ａ，ｎ型半導体層８ａが順次積層
されている。そして上記ｎ型半導体層８ｂ，ｐ型半導体
層９ａには上記ｐ型半導体層９ｂの傾斜部９０ｂに応じ
た傾斜部８０ｂ，９０ａが形成されている。また上記傾
斜部８０ｂ，９０ａ近傍には光ガイド５が配置され、該
傾斜部における空乏層７ａに対して斜めに光が導入され
るようになっている。
【００１２】次に動作について説明する。以上のような
構成において、光ガイド５から光を照射すると、ベース
層を構成するｎ型半導体層８ｂ，ｐ型半導体層９ａの傾
斜部８０ｂ，９０ａの空乏層７ａに、斜め方向から光が
入射し、該領域で光キャリアが発生し、以降、従来技術
で説明したのと同様の原理で光キャリアが移動してサイ
リスタが点弧される。
構成において、光ガイド５から光を照射すると、ベース
層を構成するｎ型半導体層８ｂ，ｐ型半導体層９ａの傾
斜部８０ｂ，９０ａの空乏層７ａに、斜め方向から光が
入射し、該領域で光キャリアが発生し、以降、従来技術
で説明したのと同様の原理で光キャリアが移動してサイ
リスタが点弧される。
【００１３】このように本実施例によれば、ゲート層と
なるｎ型半導体層８ｂ，ｐ型半導体層９ａの一部に傾斜
部８０ｂ，９０ａを設け、該傾斜部８０ｂ，９０ａ側面
から光を入射するようにしたので、光ガイド５を曲げる
ことなく、かつ空乏層７ａ近傍から光を入射することが
でき、従来のＬ字型の光ガイドを用いる場合に比べ、光
ガイド５中の光のロスを低減することができる。従って
同一の光キャリアを得るのに従来よも小さな光エネルギ
ーですむ。
なるｎ型半導体層８ｂ，ｐ型半導体層９ａの一部に傾斜
部８０ｂ，９０ａを設け、該傾斜部８０ｂ，９０ａ側面
から光を入射するようにしたので、光ガイド５を曲げる
ことなく、かつ空乏層７ａ近傍から光を入射することが
でき、従来のＬ字型の光ガイドを用いる場合に比べ、光
ガイド５中の光のロスを低減することができる。従って
同一の光キャリアを得るのに従来よも小さな光エネルギ
ーですむ。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る光サイリ
スタによれば、光サイリスタの受光部を斜めに配置した
ので、光ガイドを曲げることなく充分な光キャリアを受
光部に供給することができ、光ガイドに導入された光を
ロスなく受光部に照射することができ、高効率な光サイ
リスタを得ることができるという効果がある。
スタによれば、光サイリスタの受光部を斜めに配置した
ので、光ガイドを曲げることなく充分な光キャリアを受
光部に供給することができ、光ガイドに導入された光を
ロスなく受光部に照射することができ、高効率な光サイ
リスタを得ることができるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例による光サイリスタを示す
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の改良型の光サイリスタを示す断面図であ
る。
る。
【図３】従来の光サイリスタを示す断面図である。
３ カソード電極 ４ アノード電極 ５ 光ガイド ６ 光の入射位置 ７ 空乏層 ８ａ ｎ型半導体層 ８ｂ ｐ型半導体層 ９ａ ｎ型半導体層 ９ｂ ｐ型半導体層 ９０ａ 傾斜部 ９０ｂ 傾斜部 ８０ｂ 傾斜部
Claims (1)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体層上に、第２導電型
の第１のベース層，第１導電型の第２のベース層，及び
第２導電型の半導体層を順次積層してなる積層構造を有
し、上記各ベース層への入射光により点弧される光サイ
リスタにおいて、 上記各ベース層を斜めに傾斜させた構造とし、 該傾斜した各ベース層を上記光の受光部としたことを特
徴とする光サイリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20036592A JPH0621436A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 光サイリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20036592A JPH0621436A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 光サイリスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621436A true JPH0621436A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16423096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20036592A Pending JPH0621436A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 光サイリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621436A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747835A (en) * | 1994-09-16 | 1998-05-05 | Sgs-Thomson Microelectronics S.A. | Serial arrangement of photothyristors |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP20036592A patent/JPH0621436A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747835A (en) * | 1994-09-16 | 1998-05-05 | Sgs-Thomson Microelectronics S.A. | Serial arrangement of photothyristors |
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